Теория и практика производства мясных продуктов биокоррегирующего действия путем системного управления трофологической цепью от поля до потребителя

Рис. 12 Суммарное содержание антиоксидантов, мг квертицина /100 г продукта

Экспериментальные данные подтверждают присутствие антиоксидантов и в нутовой муке, и в Бефунгине. Кроме того, из данных рис. 12 очевидно усиление действия при совместном введении нута и Бефунгина. По-видимому, это объясняется синергизмом Со и Se, содержащихся в этих добавках. Дефицит селена и кобальта в организме сопровождается нарушениями, характеризующимися гиперхромной анемией, снижением уровня гемоглобина, эритроцитов, железа, витамина В12, каротина, альбумина, иммуноглобулинов, повышением содержания в моче метилмалоновой кислоты. Если одновременно выявлен и низкий уровень селена в крови, то наблюдается нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме, повышение содержания продуктов перекисного окисления липидов, повышение концентрации малонового диальдегида и снижение глутатионпероксидазной активности эритроцитов.

Таким образом, экспериментально доказано положительное действие исследованных добавок на увеличение безопасности мясных продуктов. Введение в рецептуры мясных продуктов природных источников селена и кобальта будет способствовать профилактике микроэлементозов в организме человека, а токсикопротекторные свойства таких продуктов позволят снизить потенциальную канцерогенность жареных мясных продуктов.

Глава IV Системность обеспечения безопасности и стабилизации качества мясных продуктов направленного биокоррегирующего действия

Сохранность биологически активных начал - основная задача при производстве продуктов биокоррегирующего действия. Достичь этого возможно путем снижения интенсивности технологической нагрузки при производстве продуктов и, в первую очередь, снижением температуры термообработки и приближением рН готового продукта к нейтральному значению, поскольку традиционные параметры технологической обработки сырья могут значительно снизить активность ферментов, содержания витаминов, минеральных веществ и пр. Однако применение щадящих режимов технологической обработки выдвигает на передний план требования к санитарному обеспечению производства, идентификации и учету рисков, жесткой прослеживаемости количеств вносимых обогатителей. Практическим решением поставленной задачи может стать внедрение КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, базирующейся на применении (1) барьерных технологий, (2) системе анализа рисков и критических контрольных точек (безопасности -ХАССП и качества - ПАССП), (3) прогнозной микробиологии, (4) системе комплексного непрерывного мониторинга технологических потоков, включая систему распределения транспортных потоков, (5) системе управления производством. При этом прослеживаемость может быть обеспечена только за счет постоянного сбора и анализа информации состояния сырья и готовой продукции, что возможно при внедрении Единой компьютерной информационно-аналитической системы для выявления потенциально опасных или вредных условий производства и оборота сырья и пищевой продукции; мониторинга состава и качества сырья по сырьевым зонам, а также продукции на всех этапах ее производства, вплоть до реализации потребителю и др. Предложена постадийная схема взаимосвязи потоков трофологической цепи, представленная на рис. 13. Важнейшим этапом на пути создания комплексной системы обеспечения качества и безопасности является выявление опасных факторов и анализ рисков.

Проведен анализ опасных факторов производства мясных продуктов НБД путем прижизненной модификации сырья по всей трофологической цепи. По каждому из факторов определена и выставлена экспертная сравнительная оценка тяжести последствий от его реализации и вероятности такой реализации.

Рис. 13 Схема прослеживаемости трофической цепи производства мясных продуктов от поля до потребителя

Установлено, что 69 % опасных факторов, относящихся к недопустимому риску, это биологические факторы, 21,6 % - физические факторы и 9,4 % - химические. На основании выявленных недопустимых рисков выявлены общие критические контрольные точки для трофической цепи. Анализу подвергались последовательно все стадии производственного процесса, с учетом рисков, относящихся к категории недопустимых рисков - зона высокого и среднего риска. При этом учитывалось влияние последующих стадий производственного процесса на вероятность реализации рисков.

В число общих критических контрольных точек (ККТ) входят откорм, съемка шкуры, разделка и обвалка, контроль активного начала в готовом продукте, хранение в местах реализации, хранение у потребителя.

В соответствии с принципами ХАССП, система идентификации и прослеживаемости пищевой продукции является важнейшим и необходимым элементом общей системы качества и обеспечивает решение таких вопросов, как исключение возможности передачи продукции потребителю без проведения установленных контрольных процедур и необходимых технологических операций, а также выявление и изоляция продукции, имеющей несоответствия, в том числе по показателям безопасности.

В этой связи стадию входного контроля сырья и ингредиентов целесообразно позиционировать как «стадию повышенного лабораторного контроля» - сырьё и материалы, используемые для производства таких продуктов по инициативе производителя готовой продукции, должны проходить проверку в соответствии с принципами безопасности и подтверждать ее безопасность на основе прослеживаемости.

Предложен алгоритм производства продукта биокоррегирующего действия (рис. 14).

Рис. 14 Алгоритм решения слабоструктурированной задачи создания мясных продуктов направленного биокоррегирующего действия (МПНБД)

Проверка производителем безопасности сырья и материалов на этапе входного контроля должна выполняться на основе системного подхода с установлением всех сырьевых компонентов готового продукта; определением допуска компонентов к ввозу на территорию мясоперерабатывающего (пищевого) предприятия; подтверждением соответствия сырья и компонентов с помощью надлежащих методик; подтверждением применения поставщиком надлежащей сельскохозяйственной практики. Контроль и мониторинг процесса производства должен осуществляться комплексно и на основе процессного подхода. При проверке производителем готовой продукции, помимо оценки общих показателей качества и безопасности, должен проводиться анализ специфических характеристик продукта на основании его принадлежности к той или иной группе продуктов и согласно заявленному в НиТД биологически активному свойству (обогащенный продукт, функциональный и пр.).

Таким образом, производство мясных продуктов направленного действия возможно лишь при наличии методов контроля активного начала в продукте, что позволит свести до приемлемого уровня риск превышения уровня «обогатителя» в готовом продукте до опасного для здоровья потребителя, включая риск кумулятивного эффекта. Определены элементы трофологической цепи производства мясных продуктов НБД. Установлена связь и иерархия элементов. Определены опасные факторы и выявлены критические контрольные точки на всем протяжении жизненного цикла продукта.

Глава V Системный подход к комбинациям современных технологических процессов с целью повышения адекватности мясного сырья

Известно, что специально подобранный рацион питания может способствовать как снижению, так и повышению содержания липидов в крови человека. Высокий индекс атерогенности (IА, свыше 4 в крови) указывает на высокий риск развития атеросклероза и ишемической болезни сердца и требует назначения холестеринснижающей терапии. Индекс атерогенности, в основном, определяется в крови по показателю холестерина. Однако в таком случае индекс атерогенности может свидетельствовать об уже свершившемся факте - количестве холестерина, в основном, липопротеидов низкой плотности уже попавшего в организм человека. Более целесообразно оценивать атерогенность пищевого продукта или ингредиента по его жирнокислотному составу. Сводные результаты оценки мяса убойных сельскохозяйственных, диких и промысловых животных по индексам атерогенности (IA) и тромбогенности (IT), рассчитанным по жирнокислотному составу мяса, даны на рис. 15.

Рис. 15 Индексы атерогенности и тромбогенности мяса животных различных видов

Определено достоверное влияние генотипа свиней на атерогенность и тромбогенность мяса. Показано, что минимальные значения индексов выявлены в мясе свиней крупной белой (IA=0,36) и крупной белой Ч ландрас (IT =1,21), а максимальные - крупной белой Ч гемпшир ((IA=0,44) и крупной белой Ч дюрок Ч пьетрен (IТ=1,39).

Установлено, что содержание жира в мясе (продукте) не оказывает достоверного влияния на IA и IT, тогда как увеличение в продукте миристиновой (С:14) и пальмитиновой (С:16) жирных кислот ведет к увеличению индекса атерогенности, а увеличение суммы ненасыщенных жирных кислот с длинными цепями (С:18, С:20, С:22) способствует его снижению. Расчетные данные индексов атерогенности и тромбогенности рационов питания россиянина, в сравнении с рационами некоторых народов мира, показали большой разброс - от 0,39 и 0,28 для IA и IT эскимоса до 1,29 и 1,51 для рациона датчанина. Рацион питания россиянина (IA=0,743 и IT= 1,08) выше, чем у американца или жителя Евросоюза (0,41-0,47 и 0,75-0,82, соответственно). Рацион питания эскимоса характеризуется самыми низкими показателями, что обусловлено спецификой питания, и состоит, в основном, из морской рыбы и мяса морских животных, жир которых богат омега 3 ненасыщенными жирными кислотами, в частности, эйкозапентаеновой и докозагексаеновой. Расчетные данные показывают, что по индексу атерогенности мясо морских животных незначительно отличается от аналогичного показателя свинины, тогда как индексы тромбогенности значительно меньше индекса тромбогенности мяса свиней: от 2,2 (мясо серого кита) до 5,4 раз (мясо нерпы). Приведенные данные коррелируют с имеющимися в литературе данными о низком уровне заболеваемости атеросклерозом народов севера, в рационе питания которых преобладают рыба и морские животные. Смертность от инфаркта у эскимосов Гренландии в 10 раз ниже, чем в среднем в европейских странах. В то же время, геморрагический инсульт является причиной смерти у эскимосов чаще, чем у датчан, что может также объясняться рационом питания: эйкозаноиды на основе омега 3 жирных кислот являются активными вазодилаторами и практически не активируют аггрегацию тромбоцитов и, как следствие, удлинение процесса свертывания крови, что косвенно подтверждается низким индексом тромбогенности рациона эскимоса (0,28).

Таким образом, расчетные индексы атерогенности и тромбогенности пищевых продуктов и их ингредиентов являются важной дополнительной информацией, позволяющей оценить пищевые продукты и с большей достоверностью формировать рацион питания целевых групп населения, например, имеющих предрасположенности к артрозам, тромбозам, инсультам, ишемической болезни сердца и др. Изучение атерогенности и тромбогенности позволяет расширить наши знания в области функциональных свойств мяса, повысить объективность оценки качества мясного сырья и продуктов, более целенаправленно осуществлять поиск путей использования мясного сырья и более точно формулировать требования мясной промышленности к животноводству.

На схеме (рис. 16) представлена расширенная классификация продуктов здорового питания.

В разработанной классификации Продукт здорового питания определяется как любой пищевой продукт или ассортимент продуктов, не наносящий вред здоровью при постоянном употреблении и используемый для правильного, рационального питания здорового и больного человека.

Рис. 16 Классификация пищевых продуктов

По способу достижения требуемых свойств продукты здорового питания подразделяются на продукты, полученные путем направленной in vivo и in vitro модификации сырья. К таким продуктам питания относятся:

Продукты, полученные в результате естественного (природного) обогащения - продукты, полученные на основе сельскохозяйственного сырья (растительного и животного), в результате выращивания которого было достигнуто требуемое соотношение целевых ингредиентов.

Продукты, требуемые свойства которых получены в результате манипулирования с животными (птицей) - трофинотропины. К этой группе относятся, в первую очередь, продукты, полученные от животных направленно созданного породного состава, генномодифицированных, а также от животных, подвергнутых специальным воздействиям с целью достижения специфических характеристик мясного сырья.

Органические (экологические) продукты - изготовлены из сельскохозяйственного сырья, выращенного экстенсивным способом, без применения лекарственных, химических и аналогичных стимуляторов роста, а также пестицидов и гербицидов.

Указанные выше классы продуктов относятся к пищевой продукции, полученной вследствие прижизненной (in vivo) модификации. Изменения состава и свойств мясного сырья после убоя животного (in vitro) позволяют получить:

Продукты искусственного обогащения - продукты питания, в рецептуры которых на стадии приготовления были введены добавки, приведшие к достижению требуемого соотношения целевых ингредиентов.

По общей направленности продукты здорового питания подразделяются на пищевые продукты, обеспечивающие:

Функциональное питание - модифицированный пищевой продукт, ассортимент продуктов, содержащий нутриенты в количестве и составе, необходимом и способствующем улучшению отдельных функций организма, а также препятствующем возникновению заболеваний.

Сбалансированное питание - модифицированный пищевой продукт, ассортимент продуктов, нутриентный состав которых максимально соответствует медико-биологическим требованиям в зависимости от целевой группы потребителя.

По назначению здоровое питание делится на продукты:

Общего назначения - продукты, удовлетворяющие потребности населения в рациональном и сбалансированном питании с учетом традиций, национальных, региональных и пр. особенностей.

Специального назначения - продукты для различных групп населения, ориентированных по возрасту, объему физических или ментальных нагрузок и различающиеся по нутриентному составу и калорийности.

Детского питания - питание для детей различных возрастных групп.

По основному действию на организм человека - это продукты биокоррегирующего действия, в том числе:

Укрепляющего действия - продукты, содержащие вещества, укрепляющие иммунную систему.

Превентивного действия - продукты, содержащие вещества, препятствующие образованию в организме вредных веществ (например, свободных радикалов, мутагенов и т.п.).

Антитоксического действия - продукты, ингредиенты которых связывают и выводят токсичные соединения.

Метаболического действия - модифицированные продукты, содержащие добавки, способствующие ускорению либо замедлению обменных процессов (приводящие, например, к увеличению мышечной массы, замедлению роста злокачественных образований).

Парафармакологического действия - продукты и добавки, применяемые для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки в физиологических границах функциональной активности органов и систем.

Гомеостатического действия - продукты и добавки, способствующие нормализации дисфункции организма либо восполнению дефицита микро- и макронутриентов в организме.

Адаптогенного действия - вещества, которые создают в организме состояние неспецифической сопротивляемости к неблагоприятным факторам внешней среды и оказывают антистрессорный эффект.

Точные формулировки с описанием свойств и специфических характеристик при маркировке готовой продукции необходимы для четкого контроля, надлежащей сертификации и предотвращения случаев недостаточного или неправильного понимания потребителем функций и свойств продукта.

Формирование состава и органолептических характеристик готового продукта осуществляется путем формализации рецептуры продукта. Наглядным примером могут служить разработанные консервированные мясные и мясорастительные продукты, в состав которых входят ингредиенты (нут, льняное масло), направленно влияющие на физико-химический состав и нутриентные свойства готового продукта, такие как полиненасыщенные жирные кислоты с длинной цепью, макро- и микроэлементы (табл. 8), витамины и пр. 100 г готового продукта покрывают суточную потребность человека в селене на 28, 16, 31, 25, 22 и 26 % для «Мяса по-крестьянски», «Ризотто», «Свинины с нутом», «Плова по-восточному», «Баранины по-восточному» и «Копченого мяса с нутом», соответственно.

Режимы термообработки и рецептуры консервированных продуктов разработаны для максимального сохранения в готовом продукте биологически активных веществ. Рецептуры сбалансированы по аминокислотному, жирно-кислотному, минеральному и химическому составу, готовые продукты имеют высокие качественные характеристики.

Табл. 8 Микро- и макроэлементный состав консервов n=10

Физико-химический, жирнокислотный составы и свойства консервированных продуктов представлены в табл. 9.

Установлено, что по отношению омега 6 к омега 3 жирных кислот разработанные консервы можно отнести к продуктам лечебного питания. По индексам атерогенности и тромбогенности можно судить о том, что разработанные рецептуры будут оказывать щадящее действие, что особенно важно для питания людей с повышенным холестерином в крови или склонностью к тромбофлебиту. В консервах установлены невысокие значения кислотного и тиобарбитурового чисел, что свидетельствует о незначительных окислительных и гидролитических процессах. Возможно, замедление окислительных и гидролитических процессов объясняется содержанием в продукте селена, обладающего высокими антиоксидантными свойствами. По микробиологическим показателям образцы консервов соответствуют требованиям промышленной стерильности. Использованные современные технологические приемы позволяют максимально сохранить биологически активные вещества, в том числе, до 60 % витамина С.

Табл. 9 Нутриентный состав консервов мясорастительных «Вторые блюда с нутом» (торговая марка «Домашний продукт»)

Глава VI Разработка технологий направленного моделирования состава и свойств мясных продуктов биокоррегирующего действия

В предыдущих главах была доказана возможность прижизненной коррекции состава и отдельных характеристик мясного сырья. Представляло интерес провести апробацию изложенных выше концептуальных подходов в комплексе решаемых задач.

6.1.Модифицирование мясного сырья путем коррекции кормового рациона

Совместно с Институтом животноводства и ГУП МОССЕЛЬХОЗ в сравнительных исследованиях в трех сериях экспериментов опытного откорма (120 дней) кроликов был осуществлен мониторинг показателей качества и прослеживаемость эффективности кормовых рационов. Для исследований было сформировано 4 группы: 1 - контрольная (холостая); 2 - контрольная, получавшая, в отличие от 1-й контрольной, помимо основных кормовых ингредиентов, еще и 1 % премикса ПКК 90-1; 3 - контрольная группа, отличавшаяся от 2-й контрольной тем, что в состав комбикорма входил Сел-Плекс, а количества внесенных отдельных нутриентов (железо, витамины С и В и пр.) были на 50 % выше, чем в группах 2 и 4; 4 - опытная группа, отличавшаяся от 2-й контрольной тем, что в состав комбикорма был включен нут. Все рационы были сбалансированы по основным нутриентам и обменной энергии. В то же время рацион 4 отличался значительно более высоким содержанием лизина (1,04 г/100 г корма) против 0,86 г/100 г корма для рационов 1-3 и меньшим (на 12,5 %) содержанием метионина+цистина.

Микро- и макронутриентный состав мяса кролика представлен в табл. 10. Полученные результаты подтвердили установленные ранее закономерности и высказанные предположения о возможности направленного изменения как морфологического, так и компонентного состава туши. Показано, что введение селена в виде селенметионина в комбикорм приводит к значительному увеличению усвояемости нутриентов комбикорма, что, выражается в достоверном (р< 0,01) увеличении белка в мясе 4-й опытной группы. Содержание жира, наоборот, значительно ниже, чем в контрольных группах (в 1,3 и 1,9 раза по сравнению с группами 3 и 2 соответственно). Аккумуляция селена составила 109,54; 136,93; 140,03 для групп 2 (контрольной), 3 и 4 (опытных) в сравнении с 1-ой контрольной группой. При этом установлено, что природный селенметионин накапливается, преимущественно, в мышечной ткани, тогда как синтетический - в печени.

Табл. 10 Влияние откорма на общий химический состав и накопление селена и железа в мясе кроликов n=25